PRACTICA INDIVIDUAL CON EVALUACION ENTRE PARES
Presentado por: Javier Fernando Pacheco Ochoa
Distribución de la Energía Eléctrica Instituto tec nológico y de estudios superiores de Monterrey Septiembre de 2018
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PROBLEMA PLANTEADO Se desea alimentar una carga industrial por medio de una red de distribución eléctrica. eléctrica . Para simplificar el análisis se utilizará un sistema de potencia monofásico . Se prevé que la demanda promedio de la carga industrial sea de 10 MW. MW. La industria tiene cargas reactivas que la hacen funcionar con un factor de potencia de entre 0.75 y 0.85. Calcula el límite superior e inferior de la potencia aparente consumida por la industria, tomando en cuenta la demanda promedio para ambos factores de potencia. En ambos casos dibuja el circuito eléctrico equivalente (monofásico) utilizando una resistencia para representar el consumo de potencia real y un elemento reactivo (inductor o capacitor según corresponda) en paralelo con la resistencia para representar el uso de potencia reactiva. Para ambos casos, calcula la cantidad de compensación reactiva en VAr que se tendría que poner en paralelo con la carga para llevar el factor de potencia a 1. Finalmente, propón en nivel de voltaje del alimentador primario que alimenta a la industria para la carga en su peor escenario (mayor consumo de potencia) para poder utilizar un conductor que soporta 300 A RMS. Para el análisis del sistema de suministro de potencia eléctrico, utiliza tu criterio y define los siguientes elementos:
a. Cálculo de potencia aparente mínima y máxima.
b. Circuitos equivalentes.
c. Cantidad de compensación de potencia reactiva requerido.
d. Nivel de voltaje adecuado para el alimentador primario.
Puntos clave Criterios a evaluar
Recuerda el uso del triángulo de potencia potencia y las fórmulas para el cálculo de potencia reactiva y aparente.
Recuerda el concepto de factor de potencia y como afecta en los circuit circuitos os eléctric eléctricos. os.
Utiliza la Ley Ley de Watt y la Ley de Ohm para para el cálculo cálculo del voltaje voltaje del alimentador. alimentador.
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DESARROLLO DEL PROBLEMA Como primera medida se realiza el diagrama monofásico correspondiente al escenario planteado.
Fuente: EL Autor En donde R representa el consumo de potencia real, L es un elemento que va a repres entar el uso de la potencia reactiva presente en la instalación industrial y VAC será la fuente que suministrará el voltaje a la instalación. Los siguientes son los datos entregados por el problema: = 10 1 = 0,75 2 = 0,85 = 300
Para calcular el límite superior e inferior de la potencia aparente existente en el circuito debemos recurrir a la siguiente formula evidenciada en el curso:
=
(1)
Despejando: =
(2)
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De la formula Numero 2 se va a encontrar tanto límite superior como límite inferior de la potencia aparente de la siguiente manera:
= =
2
10 0,85
= 11,7 11,764 64
Fuente: Autor
Ahora = =
1 10 0,75
= 13,3 13,333 33
Fuente: Autor De esta forma ya se obtuvieron los límites de potencia aparente correspondientes.
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Ahora bien, para encontrar la compensación compensación de potencia activa necesaria para que se tenga factor de potencia unitario se recurre al análisis del triángulo de potencia y por consiguiente a la formula también presentada en el presente curso.
Fuente: Curso Distribución de energía eléctrica
En donde = 1 2 = × 1 × 2
(3)
Para resolver la formula número 3 se van a necesitar los siguientes datos: = 10 1 = 1 = 0,75 2 = 2 = 1
Fp2 es al factor de potencia que se quiere llegar
Entonces: 1 = − (0,75) 0,75) = 41,40 41,40 2 = − (1) = 0
Reemplazando en 3 = 1 2 = 10 × tan(41,40) 41,40) 10 × tan(0) = 8,82 8,82
Qc es la potencia de compensación reactiva necesaria para llegar a un factor de potencia unitario.
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Para encontrar el voltaje de alimentación primario simplemente se debe aplicar y despejar la ley de watt vista en el curso que es la siguiente: = ×
(4 (4)
Despejando =
(5)
Aplicamos =
10 300
= 33,3 33,33 3
Para establecer un nivel de tensión normalizado se podría aproximar el resultado a los 34,5kV El esquema del circuito final queda de la siguiente manera añadiendo la parte de compensación reactiva suficiente para llevar la instalación a un factor de potencia unitario.
Fuente: Autor
